CN212680875U - 燃气增效混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于燃气充装技术领域，提供了一种燃气增效混合装置，包括雾化罐、储液罐、燃气进气管道、一级雾化混合机构、二级雾化混合机构、三级雾化混合机构及雾化罐出气管道。一级雾化混合机构包括自动滴加加剂组件及文丘里管。本实用新型提供的燃气增效混合装置，通过设置自动滴加加剂组件以及文丘里管实现燃气和改性增效剂的一级雾化混合，并通过在雾化腔内依次设置二级雾化混合机构和三级雾化混合机构，实现燃气和改性增效剂的二级和三级雾化混合，使燃气和改性增效剂能够在不使用电能的情况实现充分雾化混合，混合效率高效果好，减少安全隐患；本装置利用自动滴加加剂组件和文丘里管实现定量配比，避免使用毛细管结构，减少装置堵塞风险。

Description

燃气增效混合装置

技术领域

本实用新型属于燃气充装技术领域，更具体地说，是涉及一种燃气增效混合装置。

背景技术

为了提高工业燃气的燃烧温度，提高工作效率和质量，通常要在工业燃气中添加改性增效剂。工业燃气添加改性增效剂后，能够提高工作效率和质量，主要是因为燃烧温度增高、单位耗氧量减少和燃气利用率提高等因素带来的综合效应。

现有技术中的燃气增效混合装置包括计量泵、电磁阀、计算机等部件，整体结构比较复杂而且需要带电使用，装置利用射吸原理，通过毛细管和气体流速控制增效配比。但是在易燃气体环境中使用带电设备，有潜在的不安全因素，而且毛细管易被堵塞，流量小配比量达不到要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃气增效混合装置，旨在解决或者至少在一定程度上改善现有燃气增效混合装置存在的带电作业而具有安全隐患的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，提供一种燃气增效混合装置，包括：

雾化罐，具有雾化腔，所述雾化罐的底部设有雾化罐排污管，所述雾化罐排污管上设有控制所述雾化罐排污管通断的雾化罐排污阀；

储液罐，具有储液腔，用于储存、放置改性增效剂；所述储液罐的底部设有储液罐排污管，所述储液罐的上部设有加料管，所述储液罐排污管上设有控制所述储液罐排污管通断的储液罐排污阀，所述加料管上设有控制所述加料管通断的加料阀；

燃气进气管道；

一级雾化混合机构，包括自动滴加加剂组件以及文丘里管；所述文丘里管用于实现燃气和改性增效剂的一级雾化混合，所述文丘里管具有进液管、进气管以及气液混合管，所述进液管、所述进气管和所述气液混合管中任意两者之间互相导通，所述进气管与所述燃气进气管道连通；所述自动滴加加剂组件用于将所述储液罐内的改性增效剂以预设流速导入至所述进液管中；

二级雾化混合机构，位于所述雾化腔内，用于将所述气液混合管内的气液混合物运输至所述雾化腔的底部并在所述雾化腔的底部将气液混合物喷射，以实现二级雾化混合；

三级雾化混合机构，位于所述雾化腔内的中部或上部，用于实现燃气和改性增效剂的三级雾化混合；以及

雾化罐出气管道，与所述雾化腔的顶部连通。

进一步地，所述二级雾化混合机构包括导气管，所述导气管具有导气管第一端以及相对于所述导气管第一端的导气管第二端，所述导气管第一端与所述气液混合管连通，所述导气管第二端伸入至所述雾化腔的底部并且为封闭设置，所述导气管靠近所述导气管第二端的位置处设有多个用于向所述雾化腔内喷射的喷射小孔。

进一步地，所述三级雾化混合机构包括气液雾化网，所述气液雾化网与所述雾化腔的腔壁固定相连。

进一步地，所述燃气增效混合装置还包括旁通管道，所述旁通管道用于连通所述雾化罐出气管道和所述燃气进气管道，所述旁通管道上还设有用于控制所述旁通管道通断的旁通阀；所述雾化罐出气管道上还设有用于控制所述雾化罐出气管道通断的出气阀；所述燃气进气管道上还设有用于控制所述燃气进气管道通断的进气阀。

进一步地，所述雾化罐设有用于观察所述雾化腔的雾化罐视镜，所述储液罐设有用于观察所述储液腔的储液罐视镜。

进一步地，所述燃气增效混合装置还包括用于监测所述雾化腔内气压的雾化罐压力表以及用于所述雾化腔排气的雾化罐排气阀。

进一步地，所述燃气增效混合装置还包括用于监测所述储液腔内气压的储液罐压力表以及用于所述储液腔排气的储液罐排气阀。

进一步地，所述燃气增效混合装置还包括与所述雾化腔连通的雾化器安全阀。

进一步地，所述燃气增效混合装置还包括压力平衡管道，所述压力平衡管道用于连通所述储液腔和所述燃气进气管道，所述压力平衡管道的一端伸入至所述储液腔的底部并位于改性增效剂液面以下，所述压力平衡管道上还设有用于控制所述压力平衡管道通断的压力平衡阀。

进一步地，所述自动滴加加剂组件包括可调针阀、滴加容器以及加剂平衡管道，所述可调针阀用于将所述储液罐内的改性增效剂以预设流速导入至所述滴加容器中并能够调节预设流速，所述滴加容器与所述进液管连通，所述可调针阀还通过所述加剂平衡管道与所述储液腔连通，所述加剂平衡管道上还设有用于控制所述加剂平衡管道通断的加剂平衡阀门。

本实用新型提供的燃气增效混合装置，与现有技术相比，通过设置自动滴加加剂组件以及文丘里管实现燃气和改性增效剂的一级雾化混合，并通过在雾化腔内由低到高依次设置二级雾化混合机构和三级雾化混合机构，实现燃气和改性增效剂的二级和三级雾化混合，使燃气和改性增效剂能够在不使用电能的情况实现充分雾化混合，混合效率高效果好，减少安全隐患；同时本装置利用自动滴加加剂组件和文丘里管实现定量配比，避免使用毛细管结构，减少装置堵塞风险。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置的原理示意图；

图2为本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置中文丘里管的原理示意图；

图3为本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置中自动滴加加剂组件的原理示意图。

图中：1、雾化罐；2、储液罐；3、气液雾化网；4、雾化罐视镜；5、储液罐视镜；6、储液罐排污阀；7、雾化罐排污阀；8、文丘里管；81、进液管；82、进气管；83、气液混合管；9、进液管阀门；10、滴加容器；11、压力平衡阀；12、可调针阀；13、雾化罐排气阀；14、加剂平衡阀门；15、加料结构；16、加料阀；17、储液罐排气阀；18、出气阀；19、旁通阀；20、进气阀；21、燃气进口压力调节阀门；22、雾化罐压力表；23、雾化器安全阀；24、储液罐压力表；25、燃气进气管道；26、雾化罐出气管道；27、压力平衡管道；28、加剂平衡管道；29、导气管；30、旁通管道。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参见图1至图3，现对本实用新型提供的燃气增效混合装置的实施例进行说明。所述的燃气增效混合装置，包括雾化罐1、储液罐2、燃气进气管道25、一级雾化混合机构、二级雾化混合机构、三级雾化混合机构以及雾化罐出气管道26。燃气进气管道25用于输送燃气。雾化罐出气管道26与雾化腔的顶部连通，用于将发生三级雾化混合后的气液混合物(燃气)输送到主管道或者燃气使用设备处。

雾化罐1具有雾化腔，雾化腔是发生燃气和改性增效剂混合的主要场所。雾化罐1的底部设有雾化罐排污管，雾化罐排污管用于将雾化腔与外界连通。雾化罐排污管设有控制雾化罐排污管通断的雾化罐排污阀7，雾化罐排污阀7开启时，雾化罐排污管能够将雾化腔中的污物排出。

储液罐2具有储液腔，储液罐2用于储存、放置改性增效剂。储液罐2的底部设有储液罐排污管，储液罐2上部设有加料管。储液罐排污管和加料管分别用于将储液腔与外界连通。储液罐排污管上设有控制储液罐排污管通断的储液罐排污阀6，加料管上设有控制加料管通断的加料阀16。储液罐排污阀6开启时，储液罐排污管能够将储液腔中的污物排出，加料阀16开启时，才能够通过加料管向储液腔中添加改性增效剂。

一级雾化混合机构包括自动滴加加剂组件以及文丘里管8。文丘里管8，用于实现燃气和改性增效剂的一级雾化混合，文丘里管8具有进液管81、进气管82以及气液混合管83，进液管81、进气管80和气液混合管83中任意两者之间互相导通，进气管81与燃气进气管道25连通。自动滴加加剂组件用于将储液腔内的改性增效剂以预设流速导入至进液管81中，自动滴加加剂组件可以是现有技术中的纯机械式的滴加加剂结构，简而言之，自动滴加加剂组件能够实现(不靠电能)给进液管81定流速的输入改性增效剂。文丘里管8为现有技术，其结构在此不再赘述。文丘里管8利用文丘里效应可以实现从进气管80输送燃气的同时，也对进液管81中的改性增效剂进行吸附雾化输送，同时使燃气和改性增效剂在气液混合管83进行一级雾化混合的操作。

二级雾化混合机构位于雾化腔内，用于将气液混合管83内(输送出来)的(已经发生过一级雾化混合操作后的)气液混合物运输至雾化腔的底部，同时二级雾化混合机构会在雾化腔的底部将(已经发生过一级雾化混合操作后的)气液混合物喷射。这些(已经发生过一级雾化混合操作后的)气液混合物会喷射到雾化腔的底部，由于雾化腔的容积空间相对于二级雾化混合机构的容积空间更大，所以气液混合物会因为空间的突变而发生压降喷射，喷射而出的气液混合物的分子间运动会加快，继而实现进一步扩散混合，这就是二级雾化混合。

三级雾化混合机构位于雾化腔内的中部或上部。经过二级雾化混合的气液混合物会向上飘散，经过三级雾化混合机构，三级雾化混合机构能够延迟气液混合物的向上飘散速度，是燃气和改性增效剂进一步深入地混合，也就实现燃气和改性增效剂的三级雾化混合。最终完成三级雾化混合的气液混合物继续向上飘散，并流入至雾化罐出气管道26内。

本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置，与现有技术相比，通过设置自动滴加加剂组件以及文丘里管实现燃气和改性增效剂的一级雾化混合，并通过在雾化腔内由低到高依次设置二级雾化混合机构和三级雾化混合机构，实现燃气和改性增效剂的二级和三级雾化混合，使燃气和改性增效剂能够在不使用电能的情况实现充分雾化混合，混合效率高效果好，减少安全隐患；同时本装置利用自动滴加加剂组件和文丘里管实现定量配比，避免使用毛细管结构，减少装置堵塞风险。

请参见图1，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，进液管81的开口端和自动滴加加剂组件的出液口之间进液管阀门9，进液管阀门9能够控制自动滴加加剂组件的出液口与进液管81是否导通。进液管阀门9是常见的开关阀门，正常工作时，进液管阀门9是开启状态。当装置出现异常或检修时，可关闭进液管阀门9。

请参见图1，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，燃气进气管道25的末端和进气管81的开口端之间设有燃气进口压力调节阀门21，以使稳定流入到进气管81内燃气的压力，并使该压力为操作者的预设压力值。

请参见图1，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，二级雾化混合机构包括导气管29，导气管29具有导气管第一端以及相对于导气管第一端的导气管第二端导气管第一端与气液混合管83连通，导气管29用于将气液混合物运输至雾化腔的底部，也就是说导气管第二端伸入至雾化腔的底部，并且导气管第二端的端口是封闭设置的。导气管29靠近导气管第二端的位置处设有多个喷射小孔，喷射小孔用于实现将导气管29内的气液混合物向雾化腔底部喷射。导气管第二端伸入至雾化腔的底部的设计可以避免经过一级雾化混合后的气液混合物与后续工序的混合物发生冲击，使一级雾化混合、二级雾化混合和三级雾化混合依次有序进行；喷射小孔的设计则能够便于燃气与改性增效剂充分均匀混合。

作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，喷射小孔为环绕导气管外周均匀设置的多个小圆孔结构，每个小圆孔结构直径为4mm左右。

请参见图1，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，三级雾化混合机构包括气液雾化网3，气液雾化网3可采用无规则筛网结构(例如SP-100型气液捕雾网)，气液雾化网3与雾化腔的内壁固定相连。气液雾化网3可以阻挡延迟气液混合物的向上飘散速率，并增大燃气和改性增效剂的雾化混合时间，使燃气和改性增效剂雾化混合的机会增多。

请参见图1及图3，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，自动滴加加剂组件包括机械式的可调针阀12、滴加容器10以及加剂平衡管道28，可调针阀12用于将储液罐2内的改性增效剂以预设流速导入至滴加容器10中。此外，可调针阀12还能够通过操作者的操作而调节预设流速以适应于不同工况。可调针阀12可选用常规的螺旋式针阀。

滴加容器10与进液管82连通，可调针阀12还可通过加剂平衡管道28与储液腔连通，加剂平衡管道28上还设有用于控制加剂平衡管道28通断的加剂平衡阀门14。在正常工作时，加剂平衡阀门14是开启状态，这样可调针阀12内的压强与储液罐2内的压强基本相同，这样可以保证可调针阀12不会应为调针阀12与储液罐2压差而导致预设流速出现过大误差，同时也可保证可调针阀12能够顺利将储液罐2内的改性增效剂导入至滴加容器10内，可调针阀12将改性增效剂一滴一滴的移入至滴加容器10内后，改性增效剂再从滴加容器10内流入至进液管81内。

请参见图1，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置还包括压力平衡管道27，压力平衡管道用于连通储液腔和燃气进气管道25，压力平衡管道上还设有用于控制压力平衡管道27通断的压力平衡阀11。在正常工作状态下，压力平衡阀11处于开启状态，以平衡燃气进气管道25和储液腔内的压强，使自动滴加加剂组件能够顺利给进液管81供给改性增效剂，并使进液管81内的改性增效剂可以进气管82内燃气一起顺利地流入至气液混合管83内进行雾化混合。在给储液腔加液时，压力平衡阀11才处于关闭状态。

同时，压力平衡管道27位于储液腔内的一端要伸入至储液腔的底部并位于改性增效剂液面以下，这样可以避免自动滴加加剂组件给进液管81供给改性增效剂时出现因储液腔内液位变化导致的流速不稳定问题。

请参见图1，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置还包括旁通管道30，旁通管道30用于连通雾化罐出气管道26和燃气进气管道25，旁通管道30上还设有用于控制旁通管道30通断的旁通阀19。雾化罐出气管道26上还设有用于控制雾化罐出气管道26通断的出气阀18；燃气进气管道25上还设有用于控制燃气进气管道25通断的进气阀20。正常工作时，出气阀18和进气阀20处于开启状态，旁通阀19处于常闭状态，只有在本装置进行检修时，旁通阀19才开启，此时出气阀18和进气阀20处于关闭状态。

请参见图1，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，雾化罐1设有用于观察雾化腔内混合情况的雾化罐视镜4，以便于在雾化腔出现问题时被操作者及时观测到。储液罐2设有用于观察储液腔内液位情况的储液罐视镜5，以便于及时给储液腔内增加改性增效剂。

请参见图1，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置还包括用于监测雾化腔内气压的雾化罐压力表22以及用于雾化腔排气的雾化罐排气阀13。当然，雾化罐压力表22和雾化罐排气阀13都是密封安装在雾化罐1上的，雾化罐压力表22和雾化罐排气阀13的结构和应用原理都是现有技术在此不再赘述。

请参见图1，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置还包括用于监测储液腔内气压的储液罐压力表24以及用于储液腔排气的储液罐排气阀17。当然，储液罐压力表24和储液罐排气阀17都是密封安装在储液罐2上的，储液罐压力表24和储液罐排气阀17的结构和应用原理都是现有技术在此不再赘述。

请参见图1，作为本实用新型提供的燃气增效混合装置的一种具体实施方式，本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置还包括与雾化腔连通的雾化器安全阀23。雾化器安全阀23安装在雾化罐1，雾化器安全阀23可以设定一个预设压强，当雾化腔内混合燃气不能及时排出，腔内压强超过预设压强时，雾化器安全阀23就开启，将雾化腔内混合燃气排出雾化腔。

进过测试，使用本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置进行天然气和改性增效剂混合后，(混合)天然气火焰温度比未处理天然气高，在窑炉上节能30％，并可提高30％的产量，燃烧速度快、质量好、成本低；在火焰切割上节能30％。而使用本实用新型实施例提供的燃气增效混合装置进行利用CNYT型“中国超能”牌油性改性增效剂增效丙烷时，试用测试结果表明，火焰温度高达3430℃，比国际同类气最高温度3100℃高330℃，比乙炔气高280℃，比丙烷高910℃，能全功能替代乙炔和丙烷等其它工业燃气，比乙炔切割速度快、质量好、成本低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.燃气增效混合装置，其特征在于，包括：

雾化罐，具有雾化腔，所述雾化罐的底部设有雾化罐排污管，所述雾化罐排污管上设有控制所述雾化罐排污管通断的雾化罐排污阀；

储液罐，具有储液腔，用于储存、放置改性增效剂；所述储液罐的底部设有储液罐排污管，所述储液罐的上部设有加料管，所述储液罐排污管上设有控制所述储液罐排污管通断的储液罐排污阀，所述加料管上设有控制所述加料管通断的加料阀；

燃气进气管道；

一级雾化混合机构，包括自动滴加加剂组件以及文丘里管；所述文丘里管用于实现燃气和改性增效剂的一级雾化混合，所述文丘里管具有进液管、进气管以及气液混合管，所述进液管、所述进气管和所述气液混合管中任意两者之间互相导通，所述进气管与所述燃气进气管道连通；所述自动滴加加剂组件用于将所述储液罐内的改性增效剂以预设流速导入至所述进液管中；

二级雾化混合机构，位于所述雾化腔内，用于将所述气液混合管内的气液混合物运输至所述雾化腔的底部并在所述雾化腔的底部将气液混合物喷射，以实现二级雾化混合；

三级雾化混合机构，位于所述雾化腔内的中部或上部，用于实现燃气和改性增效剂的三级雾化混合；以及

雾化罐出气管道，与所述雾化腔的顶部连通。

2.如权利要求1所述的燃气增效混合装置，其特征在于，所述二级雾化混合机构包括导气管，所述导气管具有导气管第一端以及相对于所述导气管第一端的导气管第二端，所述导气管第一端与所述气液混合管连通，所述导气管第二端伸入至所述雾化腔的底部并且为封闭设置，所述导气管靠近所述导气管第二端的位置处设有多个用于向所述雾化腔内喷射的喷射小孔。

3.如权利要求1所述的燃气增效混合装置，其特征在于，所述三级雾化混合机构包括气液雾化网，所述气液雾化网与所述雾化腔的腔壁固定相连。

4.如权利要求1所述的燃气增效混合装置，其特征在于，所述燃气增效混合装置还包括旁通管道，所述旁通管道用于连通所述雾化罐出气管道和所述燃气进气管道，所述旁通管道上还设有用于控制所述旁通管道通断的旁通阀；所述雾化罐出气管道上还设有用于控制所述雾化罐出气管道通断的出气阀；所述燃气进气管道上还设有用于控制所述燃气进气管道通断的进气阀。

5.如权利要求1所述的燃气增效混合装置，其特征在于，所述雾化罐设有用于观察所述雾化腔的雾化罐视镜，所述储液罐设有用于观察所述储液腔的储液罐视镜。

6.如权利要求1所述的燃气增效混合装置，其特征在于，所述燃气增效混合装置还包括用于监测所述雾化腔内气压的雾化罐压力表以及用于所述雾化腔排气的雾化罐排气阀。

7.如权利要求1所述的燃气增效混合装置，其特征在于，所述燃气增效混合装置还包括用于监测所述储液腔内气压的储液罐压力表以及用于所述储液腔排气的储液罐排气阀。

8.如权利要求1所述的燃气增效混合装置，其特征在于，所述燃气增效混合装置还包括与所述雾化腔连通的雾化器安全阀。

9.如权利要求1-8任一项所述的燃气增效混合装置，其特征在于，所述燃气增效混合装置还包括压力平衡管道，所述压力平衡管道用于连通所述储液腔和所述燃气进气管道，所述压力平衡管道的一端伸入至所述储液腔的底部并位于改性增效剂液面以下，所述压力平衡管道上还设有用于控制所述压力平衡管道通断的压力平衡阀。

10.如权利要求9所述的燃气增效混合装置，其特征在于，所述自动滴加加剂组件包括可调针阀、滴加容器以及加剂平衡管道，所述可调针阀用于将所述储液罐内的改性增效剂以预设流速导入至所述滴加容器中并能够调节预设流速，所述滴加容器与所述进液管连通，所述可调针阀还通过所述加剂平衡管道与所述储液腔连通，所述加剂平衡管道上还设有用于控制所述加剂平衡管道通断的加剂平衡阀门。

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